利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实.某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程.其设计的模拟装置如下:根据要求填空:(1)B装置有三种功能:①均匀混合气体,② ,③ .(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x.若理论上欲获得最多的氯化氢.则x值应 .(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末.其作用是 .(4)E装置的作用是 .A．收集气题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程。其设计的模拟装置如下：

根据要求填空：
(1)B装置有三种功能：①均匀混合气体；②         ；③         。
(2)设V(Cl₂)/V(CH₄)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应     。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是                 。
(4)E装置的作用是         (填编号)。
A．收集气体      B.吸收氯气
C．防止倒吸      D．吸收氯化氢
(5)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为         (填分离方法名称)。
(6)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为         (填编号)。
A.CH₄；B．CH₃Cl；C．CH₂C1₂；D．CHCl₃；E．CCl₄

(1)干燥气体、控制气流速度
(2)x≥4
(3)吸收过量的Cl₂
(4)CD
(5)分液
(6)AB

解析

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下图所示对试剂选用或实验操作正确的是

(15分)三氯氧磷（化学式：POCl₃）常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：

⑴氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为     。
⑵通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000 mol·L^－1的AgNO₃溶液40.00 mL，使Cl^－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L^－1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积。
已知：K_sp(AgCl)=3.2×10^－10，K_sp(AgSCN)=2×10^－12
①滴定选用的指示剂是     （选填字母），滴定终点的现象为     。
a．FeCl₂      b．NH₄Fe(SO₄)₂      c．淀粉       d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是     ，如无此操作所测Cl元素含量将会     （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
⑶氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H₃PO₄、H₃PO₃等）废水。在废水中先加入适量漂白粉，再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是     。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。

处理该厂废水最合适的工艺条件为     （选填字母）。
a．调节pH=9     b．调节pH=10    c．反应时间30 min    d．反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO₄³^－)=4×10^－7mol·L^－1，溶液中c(Ca²⁺)=     mol·L^－1。
（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－29）

（13分）
利用某含铬废液［含较低浓度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂(SO₄)₃］制备K₂Cr₂O₇。
流程如下：
Ⅰ．用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入Na₂SO₃，一定操作后分离出Na₂SO₄；
Ⅲ．将分离出Na₂SO₄后的溶液调pH约为5，得到Cr(OH)₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在条件下，向Cr(OH)₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黄色溶液；
Ⅴ．向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固体；
Ⅵ．测定K₂Cr₂O₇固体的纯度。
已知：Cr₂O₇²^－（橙红色）＋H₂O2CrO₄²^－（黄色）＋2H⁺
（1）步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是     。
（2）步骤Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是     。
（3）步骤Ⅳ中反应的离子方程式是     。
（4）步骤Ⅴ中加入的物质A可以是     。（填序号）
a．KOH        b．K₂CO₃       c．H₂SO₄        d．SO₂
（5）步骤Ⅵ的操作是：取0.45 g K₂Cr₂O₇产品配成溶液，酸化后滴入18.00 mL
0.50 mol/L的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇²^－完全转化为Cr³⁺。产品中K₂Cr₂O₇的纯度是     。（注：K₂Cr₂O₇的摩尔质量为294 g/mol）
（6）向橙红色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba(NO₃)₂溶液，产生黄色沉淀，溶液pH减小。试推测黄色沉淀是     ，溶液pH变小的原因是     。

某班同学用如图所示的装置测定空气里氧气的含量。药匙上放少量钠，烧杯中装满水，先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。

（1）写出燃烧匙中发生反应的化学方程式：，将该生成物伸入瓶底的水中，生成的氧化产物与还原产物物质的量之比为：。
（2）实验完毕，广口瓶内水面上升明显小于空气体积的1/5，对这一现象解释正确的是：
a．该同学可能未塞紧瓶塞，导致钠熄灭时外界空气进入瓶内
b．该同学可能使用钠的量不足
c．该同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时部分空气受热从导管逸出
d．该同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞前瓶内部分空气受热逸出

某研究小组模拟工业处理电镀含氰废水并测定处理的效率，利用下图所示装置进行实验。将CN^－的浓度为0.2 mol·L^－1的含氰废水100 mL与100 mL NaClO溶液（过量）置于装置②三颈烧瓶中，充分反应。打开分液漏斗活塞，滴入100 mL稀H₂SO₄，关闭活塞。

已知装置②中发生的主要反应依次为：CN^－+ ClO^－=CNO^－+ Cl^－2CNO^－+2H⁺ +3C1O^－=N₂↑+2CO₂↑+3C1^－+H₂O
（1）①和⑥的作用是    。
（2）装置②中，生成需由装置③除去的物质的离子方程式为    。
（3）反应结束后，缓缓通入空气的目的是    。
（4）为计算该实验中含氰废水被处理的百分率，需要测定    的质量。
（5）已知CN^－的处理效率可高达90%，产生的CO₂在标准状况下的体积为    。

工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al₄C₃的质量分数(忽略NH₃在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理
①Al₄C₃与硫酸反应可生成CH₄;
②AlN溶于强酸生成铵盐,溶于氢氧化钠溶液生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验装置(如图所示)

(3)实验过程
①连接实验装置,检验装置的气密性。称得D装置的质量为n g,滴定管的读数为a mL。
②称取m g AlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞　　　,打开活塞　　　,通过分液漏斗加入过量　　　(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后,关闭活塞　　　,打开活塞　　　,通过分液漏斗加入过量　　　(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。
④　　　　　　　　　　　　(填入该步应进行的操作)。
⑤记录滴定管的读数为b mL,称得D装置的质量为p g。
(4)数据分析
①AlN的质量分数为　　　　　。
②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③Al₄C₃的质量分数为　　　　　　。(该实验条件下的气体摩尔体积为V_m)

Ⅰ．某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程，以该矿样为原料生产CuCl₂·2H₂O晶体。

（1）在焙烧过程产生的尾气中，有一种是主要的大气污染物。若在实验室中以碱液吸收处理之，下列装置可行的是_________（填字母）。

（2）步骤②酸浸过程中，需要用到3mol·L^-1，的盐酸100mL，配制该盐酸溶液时，除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的仪器有_________________________；
（3）步骤④中，加入的X物质可以是________，作用是_____________。
Ⅱ．已知FeSO₄在高温下分解生成Fe₂O₃、SO₃和SO₂用下图所示装置设计实验，检验FeSO₄在高温下分解生成的气态物质，并测定已分解的FeSO₄质量．

已知：B装置、烧瓶E中所加试剂依次为氢氧化钠溶液、水（滴有数滴BaCl₂溶液），请回答下列问题：
（1）D装置中所加试剂名称_____________________________________________。
（2）按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→_______________→e。
（3）检验后，用烧瓶E中混合物测定已分解的FeSO₄质量，此实验操作的第一步：_______________________________________________________；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，灼烧并冷却至室温，称量其质量为ag，再次灼烧冷却至室温称量其质量为bg，且b<a，继续灼烧、冷却并称重，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止。
（4）若最终得到沉淀cg，则已经分解的FeSO₄质量________________（填计算式）。

2012年10月8日发布的修订版《机动车驾驶证申领和使用规定》，以其对违章驾驶员的严厉惩罚被人们称为“史上最严交规”，其中饮酒后驾驶机动车的一次记12分。利用如下测试管可检测司机是否酒后驾车，化学原理如下：

金属铬在化合物中主要有+3价和+6价两种价态。+6价铬化合物K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇在水溶液中分别呈黄色和橙色，它们在溶液中存在如下平衡关系：2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O在酸性条件下+6价铬化合物具有强氧化性，可以将C₂H₅OH氧化为CH₃COOH，本身被还原为Cr³⁺，Cr³⁺在水溶液中呈灰绿色。
（1）根据上述条件可知，在强酸性条件下+6价铬主要以     （填“CrO^2-₄”或“Cr₂O^2-₇”）形式存在。如果司机酒后驾车，则测试管中的现象是   且超过法定警界线，反应的离子方程式为         。
（2）研究发现+6价铬的毒性为+3价铬的毒性的100～200倍，有多种方法可以将废水中的+6价铬转化为+3价铬以降低毒性。其中两种方法如下：
方法一：电化学方法。将含Cr₂O^2-₇的酸性废水加适量NaCl搅拌均匀并以Fe作电极进行电解。在阳极产生的Fe²⁺将Cr₂O^2-₇还原为Cr³⁺，在电解过程中溶液的pH不断上升，最终Cr³⁺和Fe³⁺以Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀的形式析出。
①请分析溶液pH不断上升的原因：                 。
②已知Fe³⁺和Cr³⁺变为Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀的pH如下表：

当溶液的pH范围为____时，溶液中Fe³⁺已沉淀完全而Cr³⁺还没有开始沉淀。
③当电路中通过3mol电子时，理论可还原Cr₂O^2-₇的物质的量为   mol。
方法二：还原沉淀法。将l0ml某含铬（Cr₂O^2-₇）废水用硫酸亚铁铵[FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀，该沉淀经干燥后为nmolFeO·Fe_yCr_xO₃。
④不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是

A．反应中发生转移的电子个数为3nx

B．该废水中c（Cr₂O^2-₇）为50nx mol/L

C．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n（l+y）mol

D．在FeO·Fe_yCr_xO₃中，x+y=2

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